DE1801073B2 - METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR COMPONENTS - Google Patents
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Description
In der Zeichnung ist das in den Ansprüchen gekennzeichnete Verfahren an einem Ausfülmmgsbei-50 spiel erläutert. In der Zeichnung istIn the drawing, that is characterized in the claims Method explained on a Ausfülmmgsbei-50 game. In the drawing is
Die Erfindung bezieht sich aul ein Verfahren zum F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einesThe invention also relates to a method for FIG. 1 is a perspective view of a
Herstellen \on Halbleilerbauteilen, bei dem aus Halbleiterbauleils in Form eines Transistors undManufacture of semiconductor components, in which semiconductor components in the form of a transistor and
einem leitenden Metallstreifen eine Mehrzahl von Fig. 2 bis 5 perspektivische Darstellungen ver-a conductive metal strip a plurality of FIGS. 2 to 5 perspective representations
Anschlußklemtncngruppen ausgestanzt werden und schiedener Stufen während des Herstellungsverlah-Terminal groups are punched out and different stages during the manufacturing process
durch Stege miteinander verbunden bleiben und min- 55 rcns des Transistors gemäß F i g. 1.remain connected to one another by webs and min- 55 rcns of the transistor according to FIG. 1.
destens einige der Anschlußklemmen aus der Ebene Der Halbleilerbauteil gemäß Fig. 1 hat einen ebc-at least some of the terminals from the plane. The semiconductor component according to FIG. 1 has an ebc-
dcs Streifens abgebogen werden, sodann das Halb- nen Metallstreifen 10. der als Grundplatte dient undThe strip is bent, then the half-metal strip 10. which serves as a base plate and
leiterelement auf die eine Fläche des Streifens neben zugleich die Kollektordektrode des Transistors l.il-Conductor element on one surface of the strip next to the collector electrode of the transistor 1.il-
eincr Anschlußklemme befestigt und mit dieser elek- del. Das nicht dargestellte Halbleiterelement ist vonA connecting terminal is fastened and elec- tron to this. The semiconductor element, not shown, is from
irisch verbunden wird, anschließend das Halbleiter- 60 einer Kapselung 16 aus Kunststoff umschlossen, dieIrish connected, then the semiconductor 60 is enclosed in an encapsulation 16 made of plastic, the
element mit der zugeordneten Anschlußklemme in auch die einen Enden der Emitter- und Basisan-element with the associated connection terminal in one end of the emitter and base
Kunststoff eingebettet wird, wobei die Anschluß- schlußklemmen 12 bzw. 14 aufnimmt, deren anderePlastic is embedded, the connecting terminals 12 and 14 receiving the other
klemme aus dem Kunststoff ragt, worauf abschlie- Enden nach dem Einkapseln und Trennen in eineclamp protrudes from the plastic, whereupon final ends after being encapsulated and separated into a
ßend die eingekapselte Anschlußklemmengruppe von zum Streifen 10 parallele Lage gebogen sind. Dießend the encapsulated terminal group from the strip 10 parallel position are bent. the
den Stegen freigestanzt wird. 65 Kapselung 16 läßt die untere Fläche des Streifens 10 the webs is punched free. 65 encapsulation 16 leaves the lower surface of strip 10
Bei einem bekannten Verfahren (österreichische frei und bedeckt auch nicht dessen gesamte obereIn a known method (Austrian free and also does not cover its entire upper
Patentschrift 258 363) wird ein Transportband mit Fläche,Patent specification 258 363) is a conveyor belt with a surface,
mindestens einer bandförmigen Zuleitung als einheit- Die Enden des Streifens 10 enthalten Löcher 18 at least one band-shaped supply line as a unit. The ends of the strip 10 contain holes 18
»nd 20, die der Montage dienen. Zweckmäßig ist der Halbleiterbauteil auf einem Wärmeschild oder einem tnderen wärmeabführenden Bauteil montiert. Löcher 12 und 24 in den Anschlußklemmen 12 bzw. 14 erleichtern den Anschluß von elektrischen Leitern. Die freiliegenden Teile der Anschlußklemmen 12 und 14 können leicht in einem gewünschten Winkel abgebogen wenden, so daß die Anpassung an die jeweiligen Einbauverhältnisse möglich ist.»Nd 20, which are used for assembly. The semiconductor component is expediently on a heat shield or a mounted on another heat-dissipating component. Holes 12 and 24 in terminals 12 and 14, respectively the connection of electrical conductors. The exposed parts of the terminals 12 and 14 can turn easily bent at a desired angle, so that adapting to the respective Installation conditions is possible.
Dieser Halbleiterbauteil wird von einem verhältnismäßig dünnen ebenen Streifen in einer einfachen und neuen Verfahrensweise hergestellt, wobei eine automatische Fertigung zuverlässiger Halbleiterbauteile ermöglicht wird.This semiconductor component is made of a relatively thin flat strip in a simple one and new procedures, with automatic production of reliable semiconductor components is made possible.
Fig.2 veranschaulicht die Herstellung der Anichlußklemmen aus einem Kupfe-streifen 10 von (plvva 1,5mm Stärke. An den Seitenländern des Streifens 10 werden durch annähernd parallele Schnitte Il'eilc abgetrennt, die mit ihrem freien Ende in eine £11111 Streifen 10 paruüeie Ebene abgebogen werden, Wobei an den Punkten 26 und 28 ein Abbiegen um 135 erfolgt, so daß sich zum Streifen K) parallele !-"lachen 12' und 14' ergeben. Diese sind am Ende 30 |vw. 32 verbreitert. Diese Verbreiterung entsteht durch einen Ausschnitt 33 einer nach oben abgebotenon Leiste 34 bzw. 36 des Streifens 10. Diese verbreiterten Enden unterstützen die Verankerung der Anschlußklemmen 12 und 14 bei der später erfolgenden Einkapselung mit Kunststoff.2 illustrates the manufacture of the connection terminals from a copper strip 10 of (plvva 1.5mm thick. On the sides of the strip 10 are separated by approximately parallel cuts Il'eilc, which with their free end in a £ 11111 strip 10 paruüeie level to be bent Whereby at points 26 and 28 there is a turn by 135, so that it is parallel to the strip K) ! - "laugh 12 'and 14'. These are 30 at the end of the day | vw. 32 widened. This widening is created by a cutout 33 of an upwardly offered Bar 34 or 36 of the strip 10. These widened ends support the anchoring of the Terminals 12 and 14 in the later plastic encapsulation.
Der Streifen 10 ist ferner an den Seilen mit Kerben ?8 und 40 zwischen den einzelnen Anschlußklem-Inengruppen versehen.The strip 10 is also on the ropes with notches 8 and 40 between the individual terminal groups Mistake.
Wie F i g. 3 veranschaulicht, sind elektrische Leiter 42 und 44 aus Gold, Aluminium oder anderem Metall mit den Flachen 12' bzw. 14' verbunden und an tin Halbleiterelement 46 angeschlossen. Die Leiter 42 und 44 haben einen dem zu leitenden Strom entfprcchenden Durchmesser, der im allgemeinen 0.13 mm beträgt, aber bis zu 0,63 mm betragen kann. t>ie Verbindung der Drähte kann durch Druckfehweißune. I ltrascliallscliweißung cd. dgl. erfolgen.Like F i g. 3 are electrical conductors 42 and 44 made of gold, aluminum or other metal with the surfaces 12 'and 14' connected and on tin semiconductor element 46 connected. The conductors 42 and 44 have a current removed from the conductors Diameter, which is generally 0.13 mm, but can be up to 0.63 mm. The connection of the wires can be caused by pressure errors. I ltrascliallsclialling cd. the like.
Das Halbleiterelement 46 kann von jeder geeigneten Art scm und ist im Ausführungsbeispiel ein Transistorelcment mit einer Basiselektrode und tmitterelektrode an der oberen Fläche und einer Kollektorelektrode an der unteren Fläche. Vorzugsweise ist das Halbleiterelement durch einen Überzug »us Lack, Silikonfett, bei Raumtemperatur vulkanifcierbarem Gummi od. dgl. passiviert. Feiner können fails gewünscht die metallischen I "Her von dem Epoxyharz der später aufzubringenden Kapselung Isoliert sein. Dies kann durch Einhüllen des Halbleiterelement»» und seiner Verbindungen in einen nachgiebigen isolierstoff, wie bei Raumtemperatur vulkatiisierbarcn Gummi, Silikonharz od. dgl. erfolgen.The semiconductor element 46 can be of any suitable type and is a in the exemplary embodiment Transistor element with a base electrode and Center electrode on the upper surface and a collector electrode on the lower surface. Preferably the semiconductor element is covered by a coating of varnish, silicone grease, vulcanifiable at room temperature Rubber or the like passivated. More finely, if desired, the metallic I "can derive from that Epoxy resin to be isolated from the encapsulation to be applied later. This can be done by enveloping the semiconductor element »» and its connections in a flexible insulating material, such as can be vulcanized at room temperature Rubber, silicone resin or the like.
Das Halbleiterelement 46 ist in einen mittleren Bereich des Streifens 10 zwischen den hochgezogenen Kanten 34 und 36 angelötet. Ferner sind in dem mittleren Teil des Streifens 10 Lappen 48 und 50 ausgestanzt und nacli oben abgebogen, um der später aufzubringenden Kapselung aus Kunststoff einen besseren Hall zu geben.The semiconductor element 46 is in a central area of the strip 10 is soldered between the raised edges 34 and 36. Furthermore, in the middle part of the strip 10 lobes 48 and 50 punched out and bent at the top, to the later to be applied encapsulation made of plastic to give a better reverberation.
Der Streifen !() selbst dient als Kollektorelektrode des Transistors.The strip! () Itself serves as the collector electrode of the transistor.
Wie F i g. 4 erkennen läßt, wird die Kapselung 52 aus Kunststoff nur auf die obere Fläche des Streifens 10 aufgebracht. Dies erfolgt zweckmäßig im Transfer-Gußvcrfahren, jedoch kann auch jede andere Gießtechnik verwendet werden. Das Kunstharz fließt unter die hochgebogenen Kanten 34 und 36 und unter die Lappen 48 und 50 des Streifens. Diese sind in einem spitzen Winkel zum Streifen abgebogen, so daß eine mechanische Verriegelung der Kapselung aus Kunststoff trfolgt. Die Kapselung erstreckt sich jedoch nicht unter die untere Fläche des Streifens 10. Die hochgebogenen Kanten 34 und 36 sowie die Lappen 48 und 50 erhöhen die Steifigkeit des dünnen Streifens 10 aus biegsamem Metall. Wenn auch Kupfer das zu bevorzugende Metall ist, so können auch andere Metalle verwendet werden, wie Kupferlegierungen, Folien aus Metallen und Kovar. Obwohl also der Streifen aus einem leicht verformbaren Werkstoff besteht, ist der kritische Bereich des Streifens durch seine Formgebung sehr starr. Hierdurch wird der gebildete Halbleiterbauteil widerstandsfähiger und ist gegen Zerstörungen bei der Handhabung oder bei der Wärmebelastung während des Betriebes weniger anfällig. Obwohl die Kapselung aus Kunststoff nur auf eine Oberfläche des Streifens 10 aufgebraucht ist, besteht keine Gefahr einer Trennung des Kunststoffes vom Streifen. Ferner ist das Halbleiterelement 46 nicht mit dem Stieiien 10 verlötet, so daß es beim Biegen des Streifens nicht beansprucht wird. Derartige Beanspruchungen können eine Änderung des spezifischen Widerstandes und damit der elektrischen Kennlinien des Halbleiterbauteils zur Folge haben.Like F i g. 4 shows the plastic encapsulation 52 is applied only to the upper surface of the strip 10 applied. This is expediently carried out using the transfer molding process, but any other can also be used Casting technique can be used. The synthetic resin flows under the turned up edges 34 and 36 and under the tabs 48 and 50 of the strip. These are bent at an acute angle to the strip, so that the plastic encapsulation is mechanically locked. The encapsulation extends however, does not extend below the lower surface of the strip 10. The upturned edges 34 and 36 and the tabs 48 and 50 add rigidity to the thin strip 10 of flexible metal. If copper is the preferred metal, other metals can also be used, such as copper alloys, foils made of metals and Kovar. So although the strip is made from an easily deformable one Material consists, the critical area of the strip is very much due to its shape rigid. As a result, the semiconductor component formed is more resistant and is resistant to damage less susceptible to handling or to heat stress during operation. Although the Plastic encapsulation is only used on one surface of the strip 10, there is no danger separation of the plastic from the strip. Furthermore, the semiconductor element 46 is not connected to the Stieiien 10 soldered so that it is when bending the strip is not claimed. Such stresses can change the specific Resistance and thus the electrical characteristics of the semiconductor component result.
Die Kapselung 52 aus Kunststoff hüllt die Fläche!. 12' und 14' der Anschlußklemmen ein. ebenso wie das Halbleiterelement 46 und die Vcrbindungsleitei 42 und 44. Die außenlicgenden Teile der Anschlußklemmen 12 und 14 sind nunmehr von der Kunststoffkapselung getragen, so daß ihre Trennung von dem Streifen K) vorgenommen werden kann. Zu diesem Zwecke wird ein Teil 54 aus dem Streifen 10 ausgestanzt, wobei die außenlicgenden Teile 12 und 14 der Anschlußklemmen gebildet werden, wie dies die F i g. 4 und 5 zeigen. Der ausgestanzte Teil 54 schneidet hierbei die Kerben 38, 40 an Punkten 56 an. wodurch eine vollständige Abtrennung des fertigen Transistors vom Streifen erfolgt.The encapsulation 52 made of plastic envelops the surface. 12 'and 14' of the terminals. as well as the semiconductor element 46 and the connecting leads 42 and 44. The external parts of the connection terminals 12 and 14 are now carried by the plastic encapsulation, so that their separation from the strip K) can be made. For this purpose a part 54 is made from the strip 10 punched out, forming the outer portions 12 and 14 of the terminals as this the F i g. 4 and 5 show. The punched-out part 54 here intersects the notches 38, 40 at points 56 at. whereby a complete separation of the finished transistor from the strip takes place.
Da die Anschlußklemmen 12 und 14 aus dünnem Metall bestehen, können sie in jede gewünschte Form gebogen werden, die für den Einbau dos HaIblcitcrbauleils erwünscht ist. ohne daß eine Beschädigung zu befürchten ist (Fig. 1). Der Halbleiterbauteil ist feiner besonders widerstandsfähig gegen Kräfte, die auf die Anschlußklemmen ausgeübt werden. Vorteilhaft ist. daß derartige Kräfte nicht auf das Halbleiterelement übertragen werden. Eine Übertragung dieser Kräfte durch die Leiter 42 und 44. die die Teile 12' und 14' der Anschlußklemmen mit dem Halbleiterelement 46 \erbinden, sind nachgiebig und leicht verformbar, so daß diese die Kräfte nid:! auf das Halbleiterelement übertragen können. Die in den Kunststoff eingebetteten verstärkten Enden 30 und 32 dei Anschlußklemmen bewirken eine mechanische Verriegelung der Anschlußklemmen in dem Kunststoff und unterstützen damit die Verbindung. Die dadurch gegebene feste Lage innerhalb des Kunststoffes verhindert ebenfalls die Übertragung von Kräften auf das Halbleiterelement oder die elektrischen Verbindunpsleiter zu diesem.Since the terminals 12 and 14 are made of thin metal, they can be in any desired Shape to be bent for the installation dos Halblcitcrbauleils is desired. without fear of damage (Fig. 1). The semiconductor component is finer particularly resistant to forces that are exerted on the terminals. Is beneficial. that such forces are not transmitted to the semiconductor element. One Transmission of these forces through the conductors 42 and 44. the parts 12 'and 14' of the terminals bind with the semiconductor element 46 \, are flexible and easily deformable, so that these the forces nid :! can be transferred to the semiconductor element. The reinforced ends embedded in the plastic 30 and 32 of the connection terminals effect a mechanical locking of the connection terminals in the plastic and thus support the connection. The resulting fixed position within the Plastic also prevents the transmission of forces to the semiconductor element or the electrical ones Connection line to this.
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens werden zweckmäßig etwa 6 bis 8 Transistoren gleichzeitig von einem Streifen hergestellt. Es kann jedochIn the practical implementation of the method, approximately 6 to 8 transistors are expediently used at the same time made from a strip. However, it can
auch ein einziger Halbleiterbauteil auf einem langen Metallstreifen in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, wobei die einzelnen Schritte des Verfahrens aufeinanderfolgend in verschiedenen Abschnitten durchgeführt werden und abschließend jeder fertige Halbleiterbauteil abgetrennt wird.also a single semiconductor component on a long metal strip in a continuous process are produced, the individual steps of the method being sequential in different sections are carried out and finally each finished semiconductor component is separated.
Wenn die Erfindung auch in Verbindung mit einem Transistor beschrieben worden ist, so kann das Verfahren jedoch zur Herstellung jedes beliebigen Halbleiterbauteils verwendet werden. Beispielsweise können nach dem Verfahren Dioden hergestellt werden. In diesem Falle ist nur ein Randteil abzutrennen und abzubiegen, da in diesem Falle nur eine Anschlußklemme zu bilden ist. Andererseits kann, wenn das Halbleiterelement eine ebene Diode ist, zweckmäßigerweise mit zwei abgebogenen Anschlußklemmen gearbeitet werden, wobei dann der Streifen selbst nicht als Anschlußklemme verwendet wird. Ebenso kann das Verfahren für die Herstellung von Thyristoren verwendet werden, in welchem Falle bis zu fünf Anschlußklemmen mühelos vorgesehen werden können. In diesem Falle können spiegelbildlich zueinander angeordnete Anschlußklemmen 12 und 14 in jeder Anschlußklemmengruppe gebildet werden. Zusätzliche Anschlußklemmen können durch abgebogene ausgeschnittene Streifen zwischen den Randstreifen gebildet werden. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Enden der abgebogenen Teile anfänglich abgetrennt werden. Es können beide Enden von der KunststoffkapselungWhile the invention has been described in connection with a transistor, so can however, the method can be used to manufacture any semiconductor device. For example Diodes can be manufactured using the process. In this case, only a part of the edge needs to be cut off and turn, since in this case only one terminal has to be formed. on the other hand can, if the semiconductor element is a flat diode, expediently with two bent connecting terminals be worked, in which case the strip itself is not used as a connection terminal will. Likewise, the process can be used for the manufacture of thyristors, in which case up to five terminals can be easily provided. In this case, they can be mirror images mutually arranged terminals 12 and 14 are formed in each terminal group will. Additional terminals can be cut out by bent strips between the edge strips are formed. Likewise, it is not absolutely necessary that the ends of the bent Parts are initially separated. Both ends of the plastic encapsulation can be used
ίο frei bleiben und nach der Einkapselung getrennt werden. ίο remain free and be separated after encapsulation.
Das Verfahren ist daher für eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen geeignet und in jedem Falle leicht durchführbar. Da die dem Halbleiterelement abgewandte Fläche des Streifens offen bleibt, kann dieser unmittelbar an einem Wärmeschild befestigt werden, so daß sich ein kleinstmöglicher Wärmeleitweg zwischen dem Halbleiterelement und dem Wärmeschild ergibt. Aus diesem Grunde kann dem Halbleiterbauteil eine bedeutend größere Strombelastunj zugemutet werden.The method is therefore suitable for a large number of semiconductor components and in any case easy to do. Since the surface of the strip facing away from the semiconductor element remains open, can these are attached directly to a heat shield, so that the smallest possible heat conduction results between the semiconductor element and the heat shield. For this reason, the semiconductor component a significantly larger current load can be expected.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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